Laporan Fisika Hukum Bernouli

TUGAS PROYEK

PENERAPAN HUKUM BERNOULI DALAM TEKNOLOGI

I. TUJUAN

1        Menjelaskan aplikasi hukum Bernoulli dalam kehidupan sehari-hari

2        Menyelidiki gaya angkat sayap pada pesawat terbang

3        Membuat pesawat terbang sederhana terkait penerapan hukum Bernoulli dalam teknnologi.

II. LANDASAN TEORI

1        Persamaan Bernoulli

Persamaan Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut.

 Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli.

Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :

p_1.A_1.l_1-p_2.A_2.L₂ =(1/2mv²₁-1/2mv²₂)+(mgh² ₂mgh²₁₎

A.l = v

p_1.v₁-p_2.v_{2 =} 1/2m(v1²-v2²⁾+ mg(h_2-h₁₎

atau dapat diubah menjadi

p₁₍m/p)+1/2mv₁²+mgh_{1 =} p₂(m/p)+1/2mv₂²+phh₂

persamaan tersebut dapat disederhanakan menjadi :

p₁₊1/2pgv₁²+ pgh_{1 =} p₂ + 1/2pgv₂²+pgh₂

atau ditulis secara umum menjadi :

p+ ½ pv²+pgh = konstan

Dalam kehidupan sehari-hari Persamaan Bernoulli memiliki penerapan yang beragam yang ada hubungannya dengan aliran fluida, baik aliran zat cair maupun gas. Penerapan tersebut sebagian besar dimanfaatkan dalam bidang teknik dan ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan aliran fluida. Misalnya dalam desain sayap pada pesawat terbang.

2        Desain Sayap Pesawat

Pesawat terbang adalah pesawat udara yang lebih berat dari udara, bersayap tetap, dan dapat terbang dengan tenaga sendiri . Secara umum istilah pesawat terbang sering juga disebut dengan pesawat udara atau kapal terbang atau cukup pesawat dengan tujuan pendefenisian yang sama sebagai kendaraan yang mampu terbang di atmosfer atau udara. Pesawat bersayap tetap memanfaatkan prinsip Bernoulli untuk terbang.

Sayap pesawat di desain lebar dengan sisi bawah datar dan sisi atas agak melengkung. Dengan kata lain, sisi sayap pesawat bagian atas lebih panjang daripada sisi bagian bawah. Desain sayap ini mengakibatkan udara yang mengalir di sisi atas pesawat lebih cepat daripada di sisi bawah, karena jarak tempuh udara pada sisi atas sayap lebih jauh. Perbedaan kecepatan udara itulah yang menyebabkan pesawat dapat terbang, karena tekanan udara di sisi atas pesawat lebih rendah daripada tekanan udara di sisi bawah.Supaya udara mengalir di sayap, pesawat harus bergerak pada kecepatan tertentu.

3        Pengaruh Tekanan Udara pada Pesawat

Pada dasarnya sebagian besar yang terbang di atas bumi ini mengandalkan aspek fisika, khususnya tekanan udara. Tekanan udara merupakan salah satu parameter cuaca yang berpengaruh pada penerbangan. Hal ini dikarenakan tekanan udara sangat diperlukan untuk menentukan pola gerakan massa udara yang dapat digunakan sebagai bahan analisa ketika pesawat lepas landas. Udara di dalam pesawat diganti terus-menerus selama terbang melalui pasokan udara dari luar. Udara tersebut dihangatkan dan dikompresi terlebih dahulu sebelum disalurkan ke kabin, agar suhu dan tekanan sesuai dengan kondisi yang diinginkan.

Ketika ketinggian meningkat maka tekanan akan berkurang, karena berat udara akan berkurang. Sebaliknya, makin ke bawah maka tekanan udara semakin bertambah. sebagai rata-rata setiap ketinggian meningkat 1000 kaki maka tekanan atmosfir berkurang 1in.Hg. Prinsip inilah yang dipakai pesawat ketika pesawat lepas landas dan mendarat.

III. ALAT DAN BAHAN

Alat :

1. Gunting
2. Pahat
3. Penggaris
4. Pensil
5. Penghapus

Bahan :

1. Karton
2. Lem G

IV. CARA PEMBUATAN PRODUK

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2. Buatlah sketsa atau model pesawat yang akan dibuat mengunakan pensil.
3. Potong karton mengikuti sket dengan gunting.
4. Lalu rakit karton yang telah di potong dan rekatkan dengan lem.
5. Pasang bagian-bagian yang lain seperti sayap.
6. Pesawat karton sudah jadi.

V. PEMBAHASAN

Pertanyaan :

1.       Jelaskan penerapan azas Bernoulli pada gaya angkat pesawat!

2.      Sebuah pesawat terbang bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga udara yang melalui bagian-bagian atas dan bagian bawah sayap yang luas permukaannya 50m² bergerak dengan kelajuan masing-masing 420m/s dan 400m/s. Berapakah besarnya gaya angkat pada sayap pesawat terbang tersebut? (p udara=1,3 kg/m³⁾

Jawaban :

1.      Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kelajuan udara yang melalui sayap pesawat. Pesawat terbang tidak seperti roket yang terangkat ke atas karena aksi-reaksi antara gas yang disemburkan roket itu sendiri. Roket menyemburkan gas ke belakang, dan sebagai reaksinya gas mendorong roket maju. Jadi, roket dapat terangkat ke atas walaupun tidak udara, tetapi pesawat terbang tidak dapat terangkat jika tidak ada udara.

Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian atas yang lebih melengkung dari pada sisi bagian bawahnya. Kelajuan aliran udara pada sisi bagian atas lebih besar dari pada sisi bawah sayap. Sesuai dengan azas Bernoulli, tekanan bagian atas lebih kecil dari pada bagian bawah karena kelajuannya lebih besar. Dengan A sebagai luas penampang pesawat maka besarnya gaya angkat dapat kita ketahui melalui persamaan berikut :

F1-F2 = (P_1-P₂) A

F1-F2 = ½ p A(V₂^2-V₁²⁾

Pesawat terbang dapat terangkat ke atas  jika gaya angkat pesawat lebih besar daripada berat pesawat. Jadi, suatu pesawat dapat terbang atau tidak tergantung dari berat pesawat, kelajuan pesawat, dan ukuran sayapnya. Makin besar kecepatan pesawat, makin besar kecepatan udara. Hal ini berarti gaya angkat pesawat makin besar. Demikian pula, makin besar ukuran sayap makin besar pula gaya angkatnya.

2.      Diketahui :            A =50m²

                                       ^V₁ = 400m/s

                              v_{2 =} 420m/s

                              p udara = 1,3kg/m³

            Ditanya :               F = …?

           Jawab :

F=1/2 p A(V₂^2-V₁²⁾

                                  ⁼ 1/2. 1,3(420²-400²⁾

                                  ⁼0,65 (176.400-160.000)

                         = 0,65 (16.400)

`                       = 10.660 N

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Terdapat tiga prinsip dasar mengapa pesawat dapat terbang, yaitu :

1.      Prinsip Bernoulli

Pesawat memakai  prinsip Bernoulli untuk terbang. Prinsip ini diterapkan dalam desain sayap pesawat dengan bentuk streamline, namun sisi atas lebih panjang dari pada sisi bawah sayap.

2.      Pada pesawat terbang terdapat gaya angkat. Dimana gaya angkat harus lebih besar dibandingkan berat pesawat, dan ketika benda berada pada ketinggian tertentu maka pilot harus mengatur sedemikian rupa sehingga gaya angkat harus sama dengan  berat.

3.      Tekanan udara

Tekanan udara juga menjadi faktor penting saat pesawat akan lepas landas maupun mendarat, karena berpengaruh pada keselamatan penumpang dan awak pesawat.Tekanan udara juga menjadi faktor penting saat pesawat akan lepas landas maupun mendarat, karena berpengaruh pada keselamatan penumpang dan awak pesawat.

Saran

Berdasarkan beberapa uraian dan kesimpulan tersebut maka perlu kiranya menyusun untuk menyampaikan ke semua pihak, agar lebih tertarik untuk menggali atau mencari informasi tentang asas Bernoulli dalam berbagai sumber sebagai usaha untuk meningkatkan pemahaman tentang asas Bernoulli.

VII. LAMPIRAN

Terima kasih atas kunjungan anda Semoga Bermanfaat